摘  要： 探討了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)測(cè)試框架D-Arch的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)使用開(kāi)放源碼的自動(dòng)測(cè)試工具Selenium，具有模塊化、可重用、測(cè)試與開(kāi)發(fā)松耦合，可滿足不同測(cè)試需求的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞： 自動(dòng)測(cè)試框架；測(cè)試工具；模塊化

　隨著Internet的飛速發(fā)展，Web應(yīng)用程序的規(guī)模與復(fù)雜性達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度，Web應(yīng)用的質(zhì)量也越來(lái)越受到人們的重視。但軟件的手動(dòng)測(cè)試非常耗時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度高，并且很單調(diào)，而且還會(huì)引入一些人為的錯(cuò)誤，因此測(cè)試自動(dòng)化勢(shì)在必行。通常自動(dòng)化測(cè)試是指在預(yù)設(shè)條件下，利用測(cè)試自動(dòng)化工具自動(dòng)運(yùn)行軟件，通過(guò)實(shí)際結(jié)果與期望結(jié)果的比對(duì)，達(dá)到評(píng)估軟件質(zhì)量的目的。實(shí)現(xiàn)測(cè)試的自動(dòng)化不僅能夠大大減輕測(cè)試人員的工作量，還能夠減少測(cè)試過(guò)程中人為出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在實(shí)際應(yīng)用中，自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)衍生出了若干研究方向，例如：測(cè)試框架、測(cè)試腳本技術(shù)、測(cè)試用例自動(dòng)生成以及自動(dòng)化安全測(cè)試等。由于使用自動(dòng)化測(cè)試工具進(jìn)行完全測(cè)試存在著各種局限性，自動(dòng)化測(cè)試框架應(yīng)運(yùn)而生。但是在工作與實(shí)踐中，目前尚沒(méi)有一種通用的自動(dòng)測(cè)試框架以適應(yīng)不同的測(cè)試需求。為了適應(yīng)科研與工作的需求，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種通用的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)測(cè)試框架，命名為D-Arch。
　框架是整個(gè)或部分系統(tǒng)的可重用設(shè)計(jì)，表現(xiàn)為一組抽象構(gòu)件及構(gòu)件實(shí)例間交互的方法；另一種定義認(rèn)為，框架是可被應(yīng)用開(kāi)發(fā)者定制的應(yīng)用骨架。前者是從應(yīng)用方面而后者是從目的方面給出的定義。從框架的定義可以了解，框架可以是被重用的基礎(chǔ)平臺(tái)，也可以類(lèi)似于組織架構(gòu)。
　所謂自動(dòng)化測(cè)試框架，即是應(yīng)用于自動(dòng)化測(cè)試所用的框架。按照框架的定義，自動(dòng)化測(cè)試框架要么是提供可重用的基礎(chǔ)自動(dòng)化測(cè)試模塊，如selenium、watir等，它們主要提供最基礎(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試功能，比如打開(kāi)一個(gè)程序，模擬鼠標(biāo)和鍵盤(pán)來(lái)點(diǎn)擊或操作被測(cè)試對(duì)象，最后驗(yàn)證被測(cè)對(duì)象的屬性以判斷程序的正確性；要么是可以提供自動(dòng)化測(cè)試執(zhí)行和管理功能的架構(gòu)模塊，如robot，STAF等，它們本身不提供基礎(chǔ)的自動(dòng)化測(cè)試支持，只是用于組織、管理和執(zhí)行那些獨(dú)立的自動(dòng)化測(cè)試用例，測(cè)試完成后統(tǒng)計(jì)測(cè)試結(jié)果，通常這類(lèi)框架一般都會(huì)集成一個(gè)基礎(chǔ)自動(dòng)化測(cè)試模塊，如robot框架就可以集成selenium框架。
1 自動(dòng)化測(cè)試框架的類(lèi)型
　目前普遍存在的框架有以下幾種：
?。?）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)框架：當(dāng)測(cè)試對(duì)象流程和應(yīng)用邏輯固定不變時(shí)，可以采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)框架。此時(shí)，測(cè)試使用的輸入數(shù)據(jù)來(lái)自外部數(shù)據(jù)源（例如數(shù)據(jù)庫(kù)、Excel表、XML、cvs文件等）[1]，這些數(shù)據(jù)通過(guò)代碼腳本裝載到測(cè)試系統(tǒng)中，從而驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行。最后，測(cè)試產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也將保存到外部數(shù)據(jù)中，通過(guò)輸入輸出數(shù)據(jù)的比對(duì)，完成系統(tǒng)的測(cè)試。
?。?）關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)框架：又叫表驅(qū)動(dòng)，這種框架需要表和關(guān)鍵字[2]。表和關(guān)鍵字獨(dú)立于被測(cè)系統(tǒng)，被測(cè)系統(tǒng)的每個(gè)功能和每個(gè)測(cè)試的具體執(zhí)行步驟被放入表中，利用表中的關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)被測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行。
?。?）混合型的框架：這種測(cè)試框架同時(shí)具有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型和關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)型框架的優(yōu)點(diǎn)。常常是由單一框架在不斷應(yīng)用發(fā)展中演化而來(lái)的。
2 D-Arch框架
　D-Arch是為解決開(kāi)發(fā)與測(cè)試之間緊密耦合問(wèn)題而產(chǎn)生的測(cè)試框架。系統(tǒng)通過(guò)建立測(cè)試與開(kāi)發(fā)人員共同定義和遵循的軟件元數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)——元數(shù)據(jù)映射表，在測(cè)試與開(kāi)發(fā)之間建立了松耦合關(guān)系。不論是測(cè)試人員修改測(cè)試腳本或數(shù)據(jù)，還是開(kāi)發(fā)人員修改軟件，只需要更改元數(shù)據(jù)映射表，測(cè)試與開(kāi)發(fā)人員的現(xiàn)有工作不受影響，可以同步進(jìn)行。這樣，大大減少了編寫(xiě)和調(diào)試測(cè)試腳本的工作量，更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。
　D-Arch框架初始運(yùn)行時(shí)，從某個(gè)數(shù)據(jù)源（例如ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)、Excel文件、csv文件、XML文件等）讀取輸入測(cè)試數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)通過(guò)變量傳入事先錄制好的或手工編寫(xiě)的測(cè)試腳本中，經(jīng)過(guò)被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行，得到實(shí)際輸出數(shù)據(jù)。然后D-Arch框架通過(guò)對(duì)實(shí)際輸出數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源中的期望輸出數(shù)據(jù)比對(duì)，從而得到最終的測(cè)試結(jié)果。在這個(gè)過(guò)程中，數(shù)據(jù)源的存取、測(cè)試狀態(tài)和其他測(cè)試信息都被編寫(xiě)到測(cè)試腳本中。測(cè)試的輸入輸出數(shù)據(jù)只保存在數(shù)據(jù)源中，測(cè)試腳本驅(qū)動(dòng)被測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行，在需要輸入數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)從數(shù)據(jù)源加載輸入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束時(shí)，從數(shù)據(jù)源加載期望輸出數(shù)據(jù)與實(shí)際輸出數(shù)據(jù)比對(duì)。那么，測(cè)試腳本不包含任何測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)的更改獨(dú)立于測(cè)試腳本。測(cè)試腳本只是一個(gè)“驅(qū)動(dòng)”，或者說(shuō)是一個(gè)傳送數(shù)據(jù)的機(jī)制。
　D-Arch采用多層結(jié)構(gòu)，主要包含的層次和模塊如圖1所示。

　（1）管理平臺(tái)
　管理平臺(tái)是針對(duì)測(cè)試活動(dòng)管理、執(zhí)行和報(bào)告的中央控制臺(tái)，主要用于與測(cè)試人員交互。測(cè)試人員利用此平臺(tái)輸入測(cè)試數(shù)據(jù)，控制測(cè)試進(jìn)程，獲取測(cè)試結(jié)果及報(bào)表。管理平臺(tái)主要完成以下任務(wù)：運(yùn)行控制的決策系統(tǒng)，負(fù)責(zé)建立并維護(hù)運(yùn)行隊(duì)列，控制運(yùn)行策略；管理平臺(tái)負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)測(cè)試任務(wù)的隊(duì)列，利用決策系統(tǒng)控制隊(duì)列中每個(gè)測(cè)試任務(wù)的開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間和狀態(tài)，根據(jù)一系列標(biāo)志對(duì)其進(jìn)行控制。
?。?）工具

　工具是例如字符串處理、文件處理、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、緩沖處理、日志記錄等程序，它們?yōu)镈-Arch框架提供基礎(chǔ)支持。工具包括所有模塊都可能用到的操作方法，其抽象了不同模塊特性，比如操作Excel表的方法、讀寫(xiě)測(cè)試報(bào)告、驅(qū)動(dòng)引擎等。
?。?）工作域
　工作域是測(cè)試系統(tǒng)框架的執(zhí)行端，根據(jù)管理平臺(tái)的決策系統(tǒng)，來(lái)執(zhí)行運(yùn)行隊(duì)列中的測(cè)試腳本，其中運(yùn)行控制的執(zhí)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)分配測(cè)試腳本，并按照指定策略啟動(dòng)腳本等也是工作域的功能。
?。?）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)腳本
　數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)腳本就是那些和被測(cè)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的腳本，其中記錄了被測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)腳本一般通過(guò)錄制或手工編寫(xiě)得到，采用自動(dòng)化工具私有的語(yǔ)言。D-Arch框架運(yùn)行時(shí)，利用數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)對(duì)其中的變量賦予合適的數(shù)值，作為測(cè)試數(shù)據(jù)的輸入。這些變量作為被測(cè)系統(tǒng)輸入的媒介，使腳本能通過(guò)外部的數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序。
　（5）報(bào)表
　報(bào)表功能的基本要求是通過(guò)查詢(xún)/統(tǒng)計(jì)/分析，提供用戶(hù)所需的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)引擎本身支持報(bào)表功能，所以在報(bào)表模塊，只需要定義報(bào)表數(shù)據(jù)以及格式，測(cè)試完成后，報(bào)表將自動(dòng)生成。
　（6）引擎
　D-Arch系統(tǒng)的引擎主要基于開(kāi)源測(cè)試框架TestNG開(kāi)發(fā)。TestNG是一個(gè)設(shè)計(jì)用來(lái)簡(jiǎn)化廣泛的測(cè)試需求的測(cè)試框架，從單元測(cè)試（隔離測(cè)試一個(gè)類(lèi)）到集成測(cè)試（測(cè)試由有多個(gè)類(lèi)、多個(gè)包甚至多個(gè)外部框架組成的整個(gè)系統(tǒng)，例如運(yùn)用服務(wù)器）。相比較于JUnit，TestNG可以用于集成測(cè)試，這個(gè)特性是D-Arch選擇TestNG最重要的原因。通過(guò)TestNG，D-Arch系統(tǒng)可以非常簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)與Selenium WebDriver、數(shù)據(jù)系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)的連接。
?。?）Selenium WebDriver
　Selenium是一個(gè)用于Web應(yīng)用程序測(cè)試的工具。Selenium測(cè)試直接運(yùn)行在瀏覽器中，就像真正的用戶(hù)在操作一樣。支持的瀏覽器包括IE、Mozilla和Firefox等[3]。D-Arch通過(guò)SeleniumWebDriver就可以直接調(diào)用瀏覽器，從而模擬出人工測(cè)試的效果。
　D-Arch系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式的優(yōu)點(diǎn)如下：
　（1）基于測(cè)試與開(kāi)發(fā)之間的松耦合關(guān)系，只要業(yè)務(wù)邏輯確定，在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的同時(shí)就可以同步創(chuàng)建測(cè)試腳本，而且當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯變動(dòng)時(shí)，只需要修改業(yè)務(wù)功能部分的腳本；
?。?）基于模塊化設(shè)計(jì)，最大限度地避免了重復(fù)的腳本，減少創(chuàng)建或維護(hù)腳本的成本；
?。?）測(cè)試輸入數(shù)據(jù)，實(shí)際輸出數(shù)據(jù)和期望的輸出數(shù)據(jù)與腳本分開(kāi)，存放在另外的數(shù)據(jù)源中，便于測(cè)試人員修改和維護(hù)；
?。?）由于測(cè)試腳本和測(cè)試數(shù)據(jù)的分離，便于自動(dòng)化測(cè)試開(kāi)發(fā)人員創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的測(cè)試腳本，測(cè)試員創(chuàng)建測(cè)試數(shù)據(jù)；
　（5）系統(tǒng)在測(cè)試的過(guò)程中收集實(shí)際輸出數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)源中的期望輸出數(shù)據(jù)比對(duì)，并形成各種不同形式的報(bào)表，大大減少了手工結(jié)果分析的難度和工作量。
參考文獻(xiàn)
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